論文の概要: A Trailhead for Quantum Simulation of SU(3) Yang-Mills Lattice Gauge Theory in the Local Multiplet Basis

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.10227v2
• Date: Sun, 21 Feb 2021 18:41:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-14 00:41:19.505579
• Title: A Trailhead for Quantum Simulation of SU(3) Yang-Mills Lattice Gauge Theory in the Local Multiplet Basis
• Title（参考訳）: 局所多重基底におけるSU(3)Yang-Mills格子ゲージ理論の量子シミュレーション用トレイルヘッド
• Authors: Anthony Ciavarella, Natalie Klco, and Martin J. Savage
• Abstract要約: ゲージ場の再構成は、物理的およびゲージ不変状態の比を変更することができる。 本稿では、既約表現の格子上で SU(3) ヤン・ミルズゲージ理論を表現することの意味を考察する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Maintaining local interactions in the quantum simulation of gauge field theories relegates most states in the Hilbert space to be unphysical -- theoretically benign, but experimentally difficult to avoid. Reformulations of the gauge fields can modify the ratio of physical to gauge-variant states often through classically preprocessing the Hilbert space and modifying the representation of the field on qubit degrees of freedom. This paper considers the implications of representing SU(3) Yang-Mills gauge theory on a lattice of irreducible representations in both a global basis of projected global quantum numbers and a local basis in which controlled-plaquette operators support efficient time evolution. Classically integrating over the internal gauge space at each vertex (e.g., color isospin and color hypercharge) significantly reduces both the qubit requirements and the dimensionality of the unphysical Hilbert space. Initiating tuning procedures that may inform future calculations at scale, the time evolution of one- and two-plaquettes are implemented on one of IBM's superconducting quantum devices, and early benchmark quantities are identified. The potential advantages of qudit environments, with either constrained 2D hexagonal or 1D nearest-neighbor internal state connectivity, are discussed for future large-scale calculations.
• Abstract（参考訳）: ゲージ場理論の量子シミュレーションにおける局所的相互作用の維持は、ヒルベルト空間のほとんどの状態は、理論上は有益であるが、実験的に避けることは困難である。 ゲージ場の改革は、古典的にヒルベルト空間を前処理し、その場を自由度で表わすことで、しばしばゲージ不変状態と物理的状態の比率を変更することができる。 本稿では,su(3)yang-millsゲージ理論を,投影された大域的量子数の大域的基底と,制御的プラケット作用素が効率的な時間発展をサポートする局所的基底の両方において,既約表現の格子上で表現することの意義について考察する。 各頂点の内部ゲージ空間(例えば色イソスピンや色過電荷)を古典的に積分すると、量子ビットの要求と非物理的ヒルベルト空間の次元の両方が大幅に減少する。 スケールでの将来の計算を知らせるチューニング手順を開始し、ibmの超伝導量子デバイスの一つに1つと2つのプラケットの時間発展が実装され、初期のベンチマーク量を特定する。 2次元ヘキサゴナルまたは1次元近距離内部状態接続を制約したqudit環境の潜在的な利点は、将来の大規模計算のために議論される。

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